平面光柵干涉儀

專利類型

新型

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

101224335

專利證號

M 455158

專利獲證名稱

平面光柵干涉儀

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2013/06/11

技術說明

本計畫為期三年，本年度為第三年計畫，全程三年計畫將研製一台高精度、長工作行程、具奈米定位精度之平面運動平台。平台包含基座板、由四組空氣軸承所支撐之移動台、電磁懸浮控制單元、電磁驅動單元、與平面光柵尺等。平台之結構特性將經由不同的靜態、動態與熱分析等有限元素法來分析，也將應用結構最佳化設計技巧來尋找最佳的結構反應。結構設計之目的在於減少平面運動平台之變形與移動台之質量，以獲得較佳之操作特性。平面光柵尺之設計則根據平面繞射光柵干涉儀之原理，此干涉儀包含反射式二維正交光柵尺、光學讀取頭、信號處理電路等三個部分，特殊之光路設計可以改良光學讀取頭與光柵之間的對位公差。移動台之平面運動由一組電磁驅動單元驅動及控制，垂直方向之運動則由一組懸浮伺服控制單元控制。音圈馬達產生之驅動力可以推動移動台在x軸和y軸方向運動，另藉由控制電磁線圈和永久磁鐵之間的磁力，以保持移動台和基座平板間之固定間隙。此架構可使平台不但懸浮，也可以保持移動台在穩定之位置和方向。本次計劃包含了三項研究主題；第一主題負責平面運動平台結構設計與分析，第二主題為平面光柵尺研製及組裝調校，第三主題為研發平台之驅動與伺服單元。藉由整合了新式的結構設計、平面光柵尺、電磁驅動單元與伺服單元等，運動平台之解析度可達到約10奈米、精度可達1微米、工作行程可達50mm×50mm。 This project is a 3-year project and this year will be the 3rd year. The 3-year project will develop a planar motion stage with high precision, long working range, and nano-positioning accuracy. The structural characteristics of stage will be analyzed through various static, dynamic, and thermal finite element analyses. Optimum structural design techniques will also be applied to find the best structural responses. The design of the planar encoder is based on the principle of the Planar Diffractive Grating Interferometer (PDGI), which includes a reflective 2D orthogonal grating ruler, optical pick-up head, and a signal process circuit. The resolution of the planar motion stage can reach to about 10 nanometer, the accuracy to 1 micrometer, and the working range to 50mm by 50mm.

備註

本部(收文號1090058675)同意該校109年9月18日校研發字第1090079831號函申請終止維護專利(台灣大學)

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

產學合作總中心

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33669945

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